基于迭代學習控制的岸橋小車定位控制仿真研究

周海燕，石 翠

（工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣東 廣州510610）

0 引言

在全球化背景下，國與國之間貿易越來越頻繁，扮演國家級戰(zhàn)略貿易港口的角色顯得越來越重要，港口貿易和貨船日益增多，岸橋小車在港口工作效率就顯得十分重要，實現(xiàn)岸橋小車定位后減少甚至消除集裝箱搖擺方面具有重要意義，提高岸橋效率的任務是提高港口效率的關鍵之一[1]。因此本文利用迭代學習控制[2]具有容易高效率計算量少的特點，使用開環(huán)PD型迭代學習控制方法進行仿真研究，得到了較好的仿真效果，對工程應用具有一定的參考價值。

1 動力學模型

小車吊重系統(tǒng)是經典的動態(tài)系統(tǒng)[3]。本文將小車吊重系統(tǒng)使用相對更好分析力學方法來建立其非線性數(shù)學模型，利用分析力學中廣義坐標下拉格朗日方程對該系統(tǒng)進行描述。由于非線性方程的運算工作步驟太多了且算法較為紊亂，所以對其在假設的基礎上做出了一些簡化。線性化并化簡后的小車-吊重動態(tài)方程如下公式：

2 控制方案設計

2.1 迭代學習

迭代學習控制（簡稱為ILC）本身就具有重復性質[4]，所以對于有著類似運動特點的物體（如電梯、岸橋和數(shù)控機床等）能夠提供良好的控制方法。與傳統(tǒng)的控制方法不同，迭代學習控制只需要較少的先驗學問和容易的計算量就可以很簡單地處理不穩(wěn)定性相對較高的高動態(tài)系統(tǒng)，而且適應性較強，易于實現(xiàn)目的。更重要的是，它并不依賴于一般精確的動態(tài)系統(tǒng)數(shù)學模型，而是一種迭代生成信息進而優(yōu)化輸入信號，使系統(tǒng)輸出的數(shù)值盡最大可能地接近理想值的算法。……